高分子材料的绿色合成化学
高分子材料合成与应用中的绿色战略
高分子材料合成与应用中的绿色战略高分子材料是当今工业界和科学研究领域中极其重要的材料之一。
由于其可塑性、稳定性和成本效益，高分子材料在各种不同应用中发挥着重要作用，例如医药、能源、电子通讯、建筑和汽车等。
然而，在高分子材料的合成和应用中，环境污染、资源浪费和能源消耗等问题日益显现。
为了解决这些问题，各国开始采取了绿色战略，即通过使用环境友好型的化学方法和设计出更可持续、经济和环保的高分子材料，来对环境和人类健康进行更好的保护。
一项绿色战略是发展可再生和可降解高分子材料。
这些材料由可再生的天然材料或化学工业中的废弃物，例如木材、纤维素、淀粉和脂肪酸等，制成。
这些材料通常具有较少的环境影响和更好的生物降解性能，因此比传统的石油基高分子材料更具可持续性和环保性。
第二项绿色战略是开发新型的绿色溶剂。
溶剂在高分子材料的合成和加工过程中发挥着重要作用，但许多传统的溶剂，如苯、氯仿、四氯化碳和二甲基甲酰胺等，存在着较大的环境和健康风险。
因此，绿色溶剂成为了高分子材料合成中的热门话题。
一些绿色溶剂，例如超临界二氧化碳、水和离子液体等，具有良好的环保性和生物可降解性。
第三项绿色战略是探索环境友好型的高效催化剂。
传统的催化剂，例如过渡金属化合物和有机催化剂，通常含有较多的重金属和其他有害物质，对环境和人类健康造成了很大的威胁。
因此，研究人员正在寻找新型的催化剂，例如生物大分子、多孔材料和金属有机骨架化合物等，这些催化剂具有较好的环保性和高效性能。
在高分子材料的应用领域中，绿色战略同样发挥着重要作用。
例如，一些绿色的涂料、粘合剂和树脂已经被广泛应用在建筑、家具和汽车等领域，这些材料具有高性能、低挥发性和低毒性，对人类健康和环境保护做出了更大的贡献。
总之，绿色战略是高分子材料合成和应用中不可或缺的一部分。
通过探索新型可持续、环保和经济的高分子材料，我们可以更好地保护我们的环境和人类健康，同时推动材料科学和工业技术的发展。
绿色高分子材料的定义
绿色高分子材料的定义绿色高分子材料的研究与进展绿色高分子材料的研究与进展摘要：本文从绿色高分子的概念出发，介绍了绿色高分子材料研究概况，主要包括绿色高分子的合成和应用，并对绿色高分子材料的发展进行了展望。
关键词：绿色高分子、合成工艺、环境友好引言随着新技术的发展和应用，各种各样的新的高分子材料异军突起，在各生产部门和人们的生活领域得到广泛的应用。
尽管它们也有诸多优点，但是随着应用时间的增加，越来越多的环境问题也显现出来，因此社会和科技都在呼吁高分子材料要绿色化．于是高分子领域掀起了一片绿色浪潮。
长期以来，化学工业为人类社会的进步起到了巨大的作用．同时，许多化学化工过程对环境造成了严重的环境污染。
为了实现社会的可持续发展，二十一世纪的化学工业必将通过调整自身的产业结构，研究开发“环境友好”的新工艺和新技术．“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化丁研究的热点和重要的科技前沿。
绿色高分子的使用不仅可以减少废弃物的量，大大节省了能源，减少了污染，还方便了人们的生活。
1、绿色高分子的概念随着科技的发展,高分子材料已渗透到国民经济各部门以及人们生活的各个领域，其用量也是与日俱增, 但在自然界中由于高分子材料的大量废弃给人类生存环境带来巨大的污染, 所以我们必须走绿色高分子的道路, 从而解决环境污染和资源危机。
绿色高分子来源于绿色化学与技术。
绿色化学顾名思义就是环境无害或环境友好化学, 绿色高分子包括高分子本身与如何应用及处理二个方面, 具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用, 前者是指高分子合成的无害化及其对环境的友好, 后者是指可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收与循环使用。
高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维。
高分子材料种类繁多，性质多样，因具有质量轻、加工方便、产品美观实用等特点颇受人们青睐，广泛应用于各行各业。
从人们的日常生活到高精尖的技术领域都离不开高分子材料，它已成为人类最重要的材料。
绿色的高分子材料合成技术
绿色的高分子材料合成技术摘要：化工行业是高耗能、高污染行业，近年，在我国绿色环保理念的倡导下，化工企业亟待转变生产模式，积极推动高分子材料合成与应用的绿色创新发展。
本文指出高分子材料合成与应用中存在的问题，提出了实现绿色化工的三个基本途径，即低碳化、清洁化和节能化。
从高分子材料绿色制备技术、绿色加工技术及绿色应用技术三方面进行了探讨。
关键词：绿色；高分子材料；合成技术引言高分子材料在各行各业中应用广泛，其具备轻便、灵巧、性能佳的特点，在合成时需要应用有机化学，从而在极大程度上提高了现代人的生活质量和生活水平。
文章对高分子材料与有机化学合成材料进行概述，重点分析有机化学在高分子材料合成中的应用，得出结论：二者结合可促进合成工艺创新发展，提高水平。
1高分子材料1.1高分子材料的分类中国医用高分子材料研发起步较早，主要用于疾病诊疗、病变组织修复或替换、器官功能增强或恢复等，逐渐成为理想型的医疗器械原料。
按照来源的不同，高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料。
前者多为天然聚合物，来源广泛可再生，与人体组织具有高度的相容性，但加工性能较差、稳定性存在不足，导致其应用范围有限。
后者具有更好的加工性和可控性，能根据产品需求进行针对性加工和改性，使材料具有更优良的性能。
按照合成材料与生物体的作用关系，合成高分子材料可分为惰性高分子材料和可降解高分子材料。
惰性高分子材料在人体内较为稳定，不会发生降解、变性等化学反应；而可降解高分子材料会在人体内缓慢降解，逐渐被人体吸收，避免了二次手术取出带来的伤害。
1.2高分子材料的特点医用高分子材料在临床诊治、医学检测、术后康复等方面有显著的优势。
作为直接接触或作用于人体的医用材料，其安全性、耐用性、加工性都必须要达到一定的标准，既要保证医疗器械不会引发机体的免疫排斥，避免对人体造成二次伤害，又要保障植入体或介入物在人体内正常运行，达到必要的治疗功效。
医用高分子材料作为一种人体外源物质，为起到良好的诊治效果，医疗器械在使用过程中，不能与人体组织或体液发生反应，不会产生明显的不良反应。
高分子材料的绿色合成化学
2024/7/17
Green Chemistry
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5.1.1以水为介质聚乳合液聚的合优以缺水为点反应介质，聚合反应体系具
有在黏乳度液低聚，合体体系系内中部，热引交发换剂容是易溶控于制水。相整且个
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的氧化还原引发剂包括过硫酸盐-硫醇、过硫酸盐-亚硫
酸氢盐、氯酸盐-亚硫酸氢盐、过氧化氢-亚铁盐、有机
202过4/7/氧17 化氢-亚铁盐、有机过Gre氧en C化hem氢istry-聚胺等。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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4. 分散介质
由于水中含有的金属离子（特别是钙、镁、铁、铅等离子） 会严重影响聚合物溶液的稳定性，并对聚合过程有阻聚作用，所 以乳液聚合要使用蒸馏水或去离子水，所用水的电导值应控制在 10mS/cm以下。
非离子乳化剂
Green Chemistry
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3. 引发剂
乳液聚合使用的热分解引发 剂大多是过硫酸钾和过硫酸 铵等过氧化物，遇热时过氧 键发生均裂而生成的自由基。
自由基生成机理
引发剂
热分解型引发剂 氧化还原引发剂
氧化还原引发剂是利用组成它的氧化剂和还原剂之间发
绿色合成路线在有机化学中的应用
绿色合成路线在有机化学中的应用在当今社会，环境保护和可持续发展已成为全球关注的焦点。
有机化学作为一门重要的科学领域，也在不断地探索和发展更环保、更高效的合成方法。
绿色合成路线的出现，为解决有机化学合成过程中的环境问题提供了新的思路和方法。
绿色合成路线，简单来说，就是在有机化学合成过程中，尽量减少或消除对环境有害的物质的使用和产生，提高原子利用率，降低能源消耗，实现化学合成的可持续性。
这种合成路线不仅符合环保要求，还能提高合成效率，降低成本，具有重要的应用价值。
传统的有机化学合成方法往往存在诸多问题。
例如，一些反应需要使用大量的有机溶剂，这些溶剂不仅易燃易爆，而且对环境和人体健康都有潜在危害。
此外，一些反应的选择性不高，导致副产物的生成量较大，增加了后续分离和处理的难度和成本。
同时，传统合成方法的能源消耗也较高，不符合可持续发展的要求。
相比之下，绿色合成路线具有明显的优势。
首先，它强调使用环境友好的溶剂，如水、超临界流体等，替代传统的有机溶剂。
水作为一种绿色溶剂，具有无毒、无害、廉价、易得等优点。
超临界流体，如超临界二氧化碳，也具有类似的优点，并且其溶解性能可以通过调节压力和温度来控制，为有机合成提供了更多的可能性。
其次，绿色合成路线注重提高反应的选择性。
通过选择合适的催化剂和反应条件，可以使反应更精准地进行，减少副产物的生成。
例如，在不对称催化反应中，使用手性催化剂可以高效地合成具有特定光学活性的化合物，提高了产品的纯度和价值。
再者，绿色合成路线提倡采用“原子经济性”的反应。
即在化学反应中，尽可能使原料中的原子全部转化为目标产物，减少废弃物的产生。
例如，DielsAlder 反应就是一种原子经济性较高的反应，它将共轭双烯和亲双烯体直接转化为六元环化合物，没有副产物生成。
绿色合成路线在药物合成领域有着广泛的应用。
药物的研发和生产需要高效、高选择性的合成方法，以保证药物的质量和纯度。
例如，紫杉醇是一种重要的抗癌药物，其传统合成方法步骤繁琐，产率低，且使用了大量的有机溶剂。
《绿色化学》教学大纲
《绿色化学》教学大纲先修课程：无机化学、有机化学、高分子化学与物理、化工原理等大纲执笔人：MH参加人：HJH、HJ、HH大纲审核人：FGC修订时间：2022年8月编写依据：应用化学专业人才培养方案（2022）年版一、课程介绍绿色化学是20世纪90年代中期出现的一门具有重大社会需求和明确科学目标的新兴交叉学科，是当今国际化学化工科学研究的前沿和重要发展领域。
本课程主要研究如何节约能源、开发新资源和从源头上消除污染，是实现循环经济和可持续发展的重要科学技术基础。
开设本课程的目的在于通过在大学生中普及绿色化学基本知识，培养大学生的绿色化学意识，了解如何利用科学技术实现可持续发展。
这对于提高大学生的综合素质，增强社会责任感十分重要。
二、本课程教学在专业人才培养中的地位和作用通过本课程的学习，使同学们较好地了解绿色化学的兴起与发展，掌握绿色化学的基本原理和方法，熟悉化学化工行业中具有先进性、实用性和前瞻性的绿色化学技术及其在现代化学工业中的应用，树立以绿色化学为核心的可持续发展观，为将来从事本专业相关工作和在科学研究过程中时时刻刻以可持续发展的观点考虑问题打下一定的基础。
三、本课程教学所要达到的基本目标理解并掌握本课程中的一些基本概念，基本原理和应用实例。
本课程主要讲授绿色化学的形成与发展状况、基本原理、设计安全有效目标化合物的原理和方法、设计安全有效目标化合物的应用实例、绿色化学方法、绿色化学的应用实例、绿色化学的发展趋势简介等内容，通过课堂讲授、习题课、专题讲座、课堂讨论、演算习题、自学和学生自主命题小论文等教学环节达到本课程的教学目的。
四、学生学习本课程应掌握的方法与技能（1）了解绿色化学这门新兴交叉学科的兴起与发展，掌握绿色化学的研究内容、特点以及在国内外的发展概况；（2）关注人类社会目前面临的主要挑战，资源、环境和健康问题及其化学本质，树立以绿色化学为核心的可持续发展观。
2、教学内容：（1）绿色化学的兴起与发展：生态环境的危机呼唤绿色化学，环境保护的宣传和法规推动绿色化学，化学工业的发展催化绿色化学，可持续发展促进绿色化学，绿色化学和技术成为各国政府和学术界关注的热点；（2）绿色化学的研究内容和特点：绿色化学的含义、绿色化学的研究内容及特点；（3）绿色化学在国内外的发展概况：绿色化学在国外的发展概况，我国十分重视绿色化学的研究工作；（4）绿色化学是我国化学工业可持续发展的必由之路：绿色化学所引发的产业革命，绿色化学是我国化学工业可持续发展的优选模式。
《绿色化学与化工》课程教学大纲
绿色化学与化工教学大纲课程编码：课程英文译名：GreenChemistry&ChemicalTechnology课程类别：专业限选课（自学课程）开课对象：化学、化学工程与工艺、制药工程、材料化学、高分子材料与工程开课学期：5学分：0.5学分总学时：32学时（课外自学）讲课（辅导）：4学时一、说明【目的任务】绿色化学与化工是20世纪90年代中期产生的具有重大社会需求和明确科学目标的一门新兴交叉学科，是当今化学化工科学研究的前沿和发展的重要领域。
绿色化学与化工课程是化学、化工、材料类等近化学专业学生在已学完“无机化学”、“分析化学”、“有机化学”、“化工原理”等课程后开设的一门专业选修课。
在近化学类专业学生中普及绿色化学与化工基本知识，普及利用科学技术实现可持续发展的理念，对提高学生的综合素质，增强社会责任感十分重要。
本课程的教学目的和任务是，通过本课程学习，使学生系统学习绿色化学的基本概念、基本原理和发展规律，培养绿色化学意识，并能在今后的科研及生产实践中，运用这些规律去分析问题和解决问题；让学生了解化学、化工生产中的资源与能源合理利用及生态环境可持续性发展间的关系，便于学生从整体上认识化学学科，达到开阔视野，拓宽知识面，树立既保护环境又推动工业生产发展的新观念；使学生及时了解最新最热门的科学技术成果的研究进展以及国内外发展状况，为成为知识渊博、研究方向明确的高素质人才打下基础。
【教学安排】本课程为课外自学课程，在第5学期开设，指定教材，安排教师进行课外指导，总学时数为32学时，为考查课程，修满0.5学分。
三、课程内容与教学要求第一章绪论（2学时）【教学要求】了解绿色化学的产生的背景、各国政府对绿色化学的政策与奖励、绿色化学与技术的活动和发展动向；掌握绿色化学的定义和特点。
【教学内容】一、绿色化学的产生和发展。
二、绿色化学的研究内容和特点。
三、绿色化学在国内外的发展。
三、绿色化学——可持续性发展的必由之路。
高分子材料合成与应用中的绿色战略
高分子材料合成与应用中的绿色战略【摘要】近年来，绿色安全的问题已经逐渐在在高分子材料的合成与应用中引起了重视。
我们主要从高分子材料的原材料到合成的整个过程中无毒的角度来考虑，确保高分子材料应用的安全性。
【关键词】高分子材料合成应用绿色战略绿色化学的概念从提出到现在一直备受关注，我国的化学研究工作中也逐渐重视绿色和环保的理念。
尤其是在高分子材料的研究方面，人们更倾向于无毒的环保的生产过程。
近来，高分子材料的绿色化学有了新的进展，高分子材料合成与应用中的绿色战略已经形成。
1 原材料本身的无毒化在现今的高分子化学材料的研究过程中我们逐渐引进了生物降解的技术来保证高分子化学材料本身的无毒和绿色，这也是化学研究的一大热门领域。
用生物来降解高分子化学材料的方式应用较为广泛，降解的高分子材料包括了天然的有机高分子材料和合成的有机高分子材料。
这种技术对淀粉、海藻酸、聚氨基酸等各种高分子的研究非常实用。
目前，医药领域的许多材料多采用这种绿色无毒的形式来进行生产，达到和人体的和谐相容。
2 高分子原料合成朝无毒化方向发展高分子原料的合成也在向绿色的方向发展。
在化学合成过程中，许多高分子化学材料的合成可以采用一步催化的方式来完成，转化利用率可以达到百分之一百。
而且这种过程避免了使用有毒的化学催化剂，改变了传统的操作模式。
例如已二酸的合成就是采用生物合成的技术，使其生产过程完全绿色化，安全可操作。
传统的方法生产环氧丙烷是采用两步反应的方式，而且中间使用了氯气。
这种气体带有一定的毒性会造成环境的污染。
但现在，国内外已经改变了这种生产方法，采用的催化氧化的方法使原材料在制作反应的过程中完全利用，而不产生有的物质来污染环境。
目前，在进行制作合成化学材料的过程中，许多都在逐步改善材料合成产生有毒废弃物的或排放物的情况，朝着绿色生态环保的方向发展。
3 合成原料的绿色化生活物质材料中有许多都是采用高分子合成的原料制造的。
尤其是医用材料，这些材料在使用的过程中必须保证无毒，而且必须是生物可降解、可以为人体的免疫系统所接受的。
绿色原料碳酸二甲酯合成方法
绿色原料碳酸二甲酯合成方法碳酸二甲酯是一种重要的有机化学品，广泛应用于聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯等高分子材料的生产中。
传统的碳酸二甲酯合成方法是采用苯酚和甲醇为原料，通过氢氧化钠催化反应得到。
然而，这种方法存在着环境污染、能源消耗大等问题。
为了解决这些问题，研究人员开始探索使用绿色原料合成碳酸二甲酯的方法。
绿色原料碳酸二甲酯合成方法主要有两种：一种是采用二氧化碳和甲醇为原料，通过催化剂催化反应得到；另一种是采用生物质为原料，通过生物催化反应得到。
第一种方法是采用二氧化碳和甲醇为原料，通过催化剂催化反应得到碳酸二甲酯。
这种方法具有环保、低成本、高效率等优点。
催化剂主要有碱金属盐、有机碱、离子液体等。
其中，离子液体催化剂具有催化效率高、反应速度快、催化剂可循环使用等优点。
例如，研究人员采用离子液体催化剂[BMIM]Br/NaOH，在常压下，将二氧化碳和甲醇反应，得到碳酸二甲酯。
该方法具有高产率、高选择性、催化剂可循环使用等优点。
第二种方法是采用生物质为原料，通过生物催化反应得到碳酸二甲酯。
这种方法具有绿色环保、低成本、高效率等优点。
生物催化反应主要有两种：一种是采用微生物催化反应，例如采用酵母菌、细菌等微生物催化反应；另一种是采用酶催化反应，例如采用酯酶、脂肪酶等酶催化反应。
其中，酶催化反应具有催化效率高、反应速度快、催化剂可循环使用等优点。
例如，研究人员采用脂肪酶催化反应，将生物质中的甘油和二氧化碳反应，得到碳酸二甲酯。
该方法具有高产率、高选择性、催化剂可循环使用等优点。
绿色原料碳酸二甲酯合成方法具有环保、低成本、高效率等优点，是一种非常有前途的合成方法。
未来，研究人员将继续探索新的催化剂、新的反应条件，进一步提高碳酸二甲酯的合成效率和选择性，为高分子材料的生产提供更好的原料。
高分子材料绿色制造与可持续发展
高分子材料绿色制造与可持续发展摘要:从原料（单体）来源、催化剂、合成方法、加工工艺和回收策略等方面对高分子材料的绿色制造与可持续发展进行了综述。
结果表明，有许多不依赖石油的自然资源可用于生产高分子材料，以及一些新化合物。
新型加工技术有助于减少制造过程中的能源消耗和排放，使使用过的高分子材料能够经历物理、化学、能量和生物循环。
通过这四种方式实现循环利用，可持续发展的绿色生产路径是未来重要且可行的发展方向。
关键词:高分子材料;单体;催化剂;合成;加工;循环利用;绿色制造沪1一持续发展1绿色合成原料1.1可再生生物基原料1.1.1植物多糖自然界每年产生超过1500亿吨植物多糖，但人类仅消耗1%的多糖。
这些植物多糖经分离解聚后可以进一步制备合成高分子材料。
巴西布拉斯科Braskem 于2010 年向市场推出绿色聚乙烯，该产品由植物（甘蔗）多糖转化为乙醇，然后分解获得。
由乙烯制成，这种绿色聚乙烯主要是食品包装材料。
淀粉是一种常见的植物多糖，淀粉发酵可制备乳酸，乳酸也可通过进一步聚合制备。
之后可以从植物多糖制备的另一类高分子材料是Arcanoate (PHA) ，它是天然存在的，它是在生物体中获得优异的产量，无需中间单体分离。
水果糖或葡萄糖通过酸化和脱水反应转化为甲基糠醛，可用于制备聚乙烯基糠酸酯(PEF)。
1. 1. 2植物油植物油是制备最常见甘油三酯的最广泛成分来源，可再生植物油的主要来源是蓖麻、大豆、棕榈和向日葵等，其中，蓖麻油“鲁因”具有易得、成本低、可生物降解等优点。
用蓖麻油羧酸基团促进酰化和胺化，双键加氢环化。
自由基的存在可促进乙酰化、烷氧基化和脱水反应。
因此，这种独特官能团的存在有利于各种制备，例如制备：聚合物如聚醚、聚酰胺、气易卜拉欣等。
聚邻苯二甲酰胺可以用蓖麻油合成得到聚邻苯二甲酰胺11，邻苯二甲酰胺 610 和聚邻苯二甲酰胺 410，这些生物聚酰胺有吸收率低、高耐化学性和高温稳定性的优点。
高分子材料合成与应用的绿色化工发展研究
而绿色化工技术作为近几年来先进发展的一门技术，经 过无数人的不懈努力，当前已经实现了对原有化工生产技术 的极大突破，使得整个化工生产的质量得到了实质性的提升。 通过该技术的合理应用，可以使得人们对生产高分子材料的成 本进行严格的控制，极大地提高了在化工生产过程当中相关产 品的生产效率。与此同时，还使得整个高分子材料生产过程变 得更加规范化。现代企业为了在日益激烈的竞争当中进一步加 大自身的竞争能力。在实际运行过程当中，采取各种积极有效 的措施进一步加大绿色化工技术的发展力度，积极对传统的化 工技术进行改良，对之前在技术上所存在的一些不足之处进行 全方位的弥补。这些变化都毫无疑问的将会为今后的绿色化工 生产提供强而有力的技术支撑。通过绿色化工技术的不断向前 发展，极大减少人们在日常生产生活当中对生态环境的污染程 度。在过去进行化工生产的过程当中，需要消耗相当数量的原 材料。这一现象无疑将会使得在生产过程当中排放的污染物数 量得不到有效的控制，同时传统的化工生产也将会对周边的生 态环境造成极大的破坏。通过绿色化工技术的不断向前发展，
2.2 高分子的合成材料向着无毒化方向发展 在人们进行高分子材料生产的时候，往往会选择一些对 环境无毒无害的原材料。在整个化工产品在实际生产的过程 当中，有一些高分子材料可以通过利用一些具有针对性的催化 剂得到，有些高分子材料的转化率甚至已经达到了百分之百。 通过上述的描述不难发现这和传统的生产模式有着非常大的区 别，这种生产方式是直接在整个生产过程当中最大可能避免使 用一些对人体有或者是环境有害的化学催化剂。
2 高分子材料合成一位应用的绿色化战略 2.1 高分子材料合成中原材料绿色化 随着我国科学技术不断向前发展，当前国内已经有一些研
第11章绿色高分子材料
HOOC
+ COOH
_ H2O HOCH2CH2OH
O C
O
C OCH2CH2O
n
但是，曾经风靡一时、目前仍大量使用的涤纶，因其中的 苯环在自然界中很难降解而面临淘汰——赶走不再喜欢的“宠 物（PET）”——聚酯类本身存在高稳定与易降解的矛盾
第一节 可降解高分子材料的利用/ 二、合成的生物 降解高分子
便、安全可靠、空气污染小等优点，是绿色的合成方法。
O
OC O
三光气
开环聚合
H2N-CH-C-OH CH2CH2COOCH2Ph
HN-CH-C O CH2CH2COOC— ¡HC2POh2
O
HN-CH-C
n
CH2CH2COOCH2Ph
第二节 高分子材料合成的绿色化
三、使用绿色催化剂合成（上）
在聚乳酸类材料的研究中，即使是上述提及的用绿色试剂、 绿色原料的范例，仍有一个可能潜在的不安全因素，这就是催 化剂问题。目前，聚乳酸的合成，尤其是开环聚合法合成的主 要方法，大多使用辛酸亚锡为催化剂。辛酸亚锡虽然为美国 FDA所认可，但锡盐（包括辛酸亚锡）都可能具有生理毒性。
寻找合成纤维材料——1930年可抽丝的脂肪族聚酯——分 子量低、易水解等缺点——最终放弃——今天可降解聚酯的优 点：存在酯键的脂肪族高分子材料最易于生物降解。
第一节 可降解高分子材料的利用
二、合成的生物降解高分子
（一）发展史（中）
就在卡罗瑟斯放弃了聚酯的研究以后，英国的温费尔德在
吸取卡罗瑟斯上述研究成果的基础上，改用芳香族羧酸（对苯 二甲酸）与二元醇进行缩聚反应，1940年成功地合成了第一种 聚酯纤维——涤纶（PET），为服装材料带来了一场革命。
例如，荷兰学者Bruin报道了绿色原料赖氨酸二异氰酸酯 （LDI）等扩链由肌醇、L-丙交酯、ε-己内酯生成的星形预聚 体，合成降解后完全无毒的聚乳酸类网状弹性体材料的探索。 LDI是“绿色”的二异氰酸酯扩链剂，因为LDI扩链部分最终 的降解产物是无毒且生物相容的乙醇、赖氨酸等。
高分子材料合成与应用中的绿色战略
高分子材料合成与应用中的绿色战略高分子材料的合成和应用是化学和材料科学领域中的关键研究方向，具有重要的经济和社会意义。
随着工业化和城市化的加速发展，传统高分子材料的生产和使用已经不可持续，对环境和健康产生了越来越多的负面影响，而且资源的消耗也日益加剧。
因此，绿色合成和应用已经成为高分子材料研究的一个新的趋势和方向。
本文将从三个方面分析高分子材料绿色战略的现状和发展趋势。
一、绿色合成战略在高分子材料的合成过程中，传统的方法通常会使用大量的有机溶剂、催化剂和反应条件比较苛刻，需要高温高压等条件，这些都给环境和健康造成了不可忽视的影响。
因此，在高分子材料的绿色合成方面，要尽量减少有害物质的使用，采用低污染、低能耗、低成本和高效率的新技术和新方法。
目前，绿色合成策略主要包括以下几种方向：1) 绿色溶剂：采用新型溶剂如水、离子液体等替代有机溶剂，以减少废气、废液和废固的生成。
该方法已经被广泛应用于高分子材料的制备，并取得了显著的效果。
2）生物再生材料：通过利用大量的廉价生物质，如木材、植物纤维、果壳等，生产生物基高分子材料和生物复合材料，从而实现真正的循环利用。
3）无溶剂高分子合成：通过利用加速器、离子液体和超声辅助等新技术，实现无溶剂高分子材料的制备。
4）微流体、高通量技术：微流体和高通量技术可以大大减少有害化学物质的使用，并在高分子材料合成和表征中发挥着越来越重要的作用。
高分子材料的绿色应用主要是指通过改变产品设计、生产工艺、再生利用和回收利用等方面，实现绿色生产和使用。
暴露于高分子材料的人群日益增多，因此绿色应用越来越受到人们的关注和重视。
1）回收和利用：回收和再利用是高分子材料绿色应用的一个重要领域，不仅能够减少成本，还能减少对环境的影响。
2）环境可降解材料：环境可降解材料是当前最热门的研究热点之一。
这些材料通常是由可再生生物材料制成，并且可以在自然环境中分解，从而可以避免或减少对环境的污染。
3）高分子复合材料：高分子复合材料可以用于近代工业、航空航天、医学、输电、电子器件等众多领域，而且这些复合材料具有轻、强、刚、韧、隔声、防腐、耐热性和低温性等优点。
绿色合成技术在材料科学中的应用
绿色合成技术在材料科学中的应用在当今的科技时代，材料科学的发展日新月异，而绿色合成技术正逐渐成为这一领域的关键因素。
绿色合成技术强调在材料制备过程中，减少或消除对环境有害的物质，提高能源效率，以及实现可持续发展。
这种技术的应用不仅有助于解决环境问题，还为材料科学带来了新的机遇和挑战。
首先，让我们来了解一下绿色合成技术的基本概念和特点。
绿色合成技术旨在通过优化化学反应条件、选择环保的原料和溶剂、采用高效的催化体系等手段，实现材料的“绿色”制备。
与传统的合成方法相比，绿色合成技术具有诸多优势。
例如，它能够降低废弃物的产生，减少对自然资源的消耗，降低生产成本，同时提高产品的质量和性能。
在材料科学中，绿色合成技术在纳米材料的制备方面发挥着重要作用。
纳米材料由于其独特的物理和化学性质，在电子、光学、催化等领域具有广泛的应用前景。
传统的纳米材料合成方法往往涉及有毒化学试剂和高温高压条件，不仅对环境造成较大压力，而且操作复杂。
而绿色合成技术，如使用生物分子（如蛋白质、多糖等）作为模板或稳定剂，可以在温和的条件下制备出形貌和尺寸可控的纳米材料。
此外，利用植物提取物中的生物活性成分作为还原剂和稳定剂，也能够合成出具有良好性能的纳米金属颗粒。
绿色合成技术在高分子材料领域也有出色的表现。
以生物可降解高分子材料为例，通过绿色合成方法，可以利用可再生资源（如淀粉、纤维素等）为原料，制备出性能优异的生物可降解塑料。
这种塑料在自然环境中能够迅速分解，不会造成“白色污染”。
另外，在高分子聚合反应中，采用绿色溶剂（如水、超临界二氧化碳等）替代传统的有机溶剂，不仅可以减少溶剂挥发对环境的危害，还能提高反应的选择性和产率。
在无机材料的合成方面，绿色合成技术同样具有重要意义。
例如，在制备金属氧化物时，采用水热合成法或溶胶凝胶法等绿色方法，可以避免使用有害的化学试剂，同时获得结晶度高、纯度好的产品。
此外，通过绿色合成技术还可以制备出具有特殊结构和性能的多孔材料，如沸石分子筛等，这些材料在吸附、分离和催化等领域具有重要的应用价值。
绿色化学在材料科学中的应用
绿色化学在材料科学中的应用在当今社会，材料科学的发展日新月异，为我们的生活带来了诸多便利。
然而，传统的材料制备和加工过程中，往往伴随着大量的能源消耗和环境污染。
为了实现可持续发展，绿色化学的理念应运而生，并在材料科学领域得到了广泛的应用。
绿色化学，又称为环境友好化学，是指在化学产品的设计、开发和生产过程中，减少或消除有害物质的使用和产生，从源头上防止污染的化学。
其核心原则包括预防污染、原子经济性、无害化学合成、设计安全化学品、使用安全溶剂和助剂以及提高能源效率等。
在材料科学中，绿色化学的应用首先体现在绿色合成方法的开发上。
以纳米材料为例，传统的合成方法通常需要使用有毒的溶剂和表面活性剂，不仅对环境造成危害，还可能影响材料的性能。
而绿色合成方法，如利用水热法、溶剂热法或微波辅助合成等，可以在温和的条件下制备出高质量的纳米材料，同时减少了有害物质的使用。
例如，通过水热法合成氧化锌纳米棒，只需要使用水作为溶剂，避免了有机溶剂的污染，而且所得的纳米棒具有良好的结晶性和光学性能。
绿色化学在高分子材料领域也发挥着重要作用。
传统的高分子合成往往依赖于石油资源，并且在聚合过程中会产生大量的废弃物和副产物。
为了实现可持续发展，研究人员致力于开发基于生物质的高分子材料。
生物质，如淀粉、纤维素和木质素等，是可再生的资源，具有丰富的储量和良好的可降解性。
通过对生物质进行化学改性和聚合，可以制备出性能优异的高分子材料，如生物可降解塑料、纤维素纳米纤维增强复合材料等。
这些材料不仅具有良好的力学性能和功能性，还能够在自然环境中快速降解，减少了塑料废弃物对环境的污染。
此外，绿色化学还促进了材料的回收和再利用。
随着资源的日益短缺，回收利用废弃材料成为了实现可持续发展的重要途径。
在金属材料领域，通过绿色的回收工艺，可以从废旧电子产品和汽车零部件中回收有价金属，如金、银、铜和铝等。
这些回收的金属可以再次用于制造新的材料，降低了对原生矿产资源的需求。
聚合物材料的绿色制备及其性能分析
聚合物材料的绿色制备及其性能分析一、前言聚合物材料（Polymer material）是一类由高分子化合物构成的材料，通过原材料的化学反应以及加工工艺的处理得到。
随着环保意识的不断提高，绿色制备已经成为未来材料科学的重要发展方向之一。
本文将介绍聚合物材料的绿色制备及其性能分析。
二、聚合物材料的绿色制备1. 生物基可降解聚合物生物基可降解聚合物是一种在自然条件下可分解并且不会对环境造成污染的聚合物材料。
生物基可降解聚合物的制备过程可以采用环保型的化学反应或者生物转化等方法。
2. 水溶性聚合物水溶性聚合物的制备可以采用水溶性的高分子单体来合成，通过一定的加工配方和工艺来得到。
水溶性聚合物可以有效降低使用有机溶剂所带来的环境污染。
3. 纳米复合聚合物纳米复合聚合物的制备主要采用纳米材料与聚合物复合的方式。
这种方法可以使得聚合物材料的性能得到有效提升，并且可以缩短制备时间，提高效率。
三、聚合物材料的性能分析1. 机械性能聚合物材料具有一定的高强度、高韧性和低密度等特点。
对于机械性能的评价需要通过拉伸性能、弯曲性能等指标来评估。
2. 热稳定性聚合物材料的热稳定性主要是指在高温下具有一定的稳定性。
通过热重分析和差示扫描量热分析等手段可以评估聚合物材料的热稳定性。
3. 分子结构聚合物材料的性能与其分子结构有着密切的关系。
通过核磁共振、红外谱图等方法可以评估聚合物材料的分子结构。
四、结论聚合物材料的绿色制备已经成为未来材料科学的重要发展方向之一。
相较于传统材料，聚合物材料具有独特的性能优势，因此在工业和生活中都有着非常重要的应用。
对于聚合物材料的性能评价可以基于机械性能、热稳定性和分子结构等指标进行。
高分子材料的可持续开发与利用策略
高分子材料的可持续开发与利用策略高分子材料是指由大量重复单元组成的大分子化合物，广泛应用于塑料、橡胶、纤维等领域。
然而，传统的高分子材料制备与利用方式往往会对环境造成严重污染，破坏生态平衡。
因此，为了实现可持续发展，我们迫切需要制定一系列的可持续开发与利用策略。
一、提倡绿色合成制备方式高分子材料的合成制备过程中，常常需要使用大量的有机溶剂和催化剂，这些化学品会释放有害物质到环境中。
因此，我们应该提倡绿色合成制备方式，采用环境友好的溶剂和催化剂。
例如，可以使用水或无机盐溶剂替代有机溶剂，使用可再生能源来进行催化反应，从而减少对环境的影响。
二、推进废弃物资源化利用在高分子材料制备与利用过程中产生的废弃物，如果不进行有效利用，将会给环境造成严重污染。
因此，我们应该积极推进废弃物资源化利用，实现废物的减量化和资源化。
例如，可以对废弃塑料进行回收再利用，制备再生塑料；对废弃橡胶进行热解、气化等技术处理，获取其内含的有机物和能源。
三、探索新型可降解高分子材料传统的高分子材料往往具有较长的分解周期，对环境造成潜在风险。
因此，我们应该积极探索新型的可降解高分子材料，以减少塑料垃圾对环境的负担。
例如，可使用可降解聚合物来替代传统塑料，这些聚合物在自然条件下能够迅速分解成无害物质。
四、加强高分子材料回收再利用高分子材料的回收再利用是实现可持续开发与利用的关键一步。
我们应该积极加强高分子材料的回收再利用技术研究，建立完善的回收体系。
例如，可以通过分类回收和热解等技术手段，将高分子材料废弃物转化为再生原料，并应用于新的生产过程中。
五、倡导终端消费者的环保意识在高分子材料的可持续开发与利用过程中，终端消费者起着重要的作用。
他们的环保意识和消费行为将直接影响到高分子材料的使用和处理方式。
因此，我们应该加强对终端消费者的环保教育和宣传，提高他们对可持续开发与利用的认识和理解，引导他们选择环保友好的高分子材料产品，并正确处理废弃物。
新材料的节能环保措施包括
新材料的节能环保措施包括在新材料的生产和应用过程中，我们需要考虑如何采取节能环保措施，以减少对环境的不良影响。
本文将介绍新材料的节能环保措施包括以下几个方面。
1. 绿色化学合成绿色化学合成是指在化学反应中采用环境友好的溶剂和催化剂，以减少废弃物和有害气体的产生。
在新材料的合成过程中，绿色化学合成是一种有效的节能环保措施。
例如，生物质催化制备2,5-二甲氧基苯烷二酸酐等可生物降解的高分子材料，采用绿色化学合成，有利于减轻环境污染。
2. 微生物降解材料新材料中的许多基础原料都是石化产品，难以自然降解，污染环境。
因此，研发微生物降解材料成为了重要的节能环保措施之一。
微生物降解材料是利用生物技术手段，将微生物与高分子材料融合，以实现对材料的降解和再生利用。
这种材料不但具有优异的性能，而且具有循环利用价值。
通过微生物降解材料的研究与开发，可以实现高分子材料的可持续发展。
3. 节能技术应用在新材料生产过程中，采用节能技术是一项切实可行的节能环保措施。
如采用高效节能设备替代传统设备，提高能源利用效率；在生产过程中严格控制节能监测，减少废弃物排放等。
这些措施的应用，有利于降低生产成本，同时减少对环境的损害。
4. 废弃物利用新材料生产过程中产生的废弃物，如果不能得到有效的利用，会对环境造成不良影响。
因此，废弃物利用是一种有效的节能环保措施。
利用废弃物生产燃料、化学品、肥料等可再生资源，可以减少资源浪费。
5. 环保认证新材料生产厂家可以通过环保认证来证明它们的产品符合环保标准，这是一种有效的节能环保措施。
环保认证可以帮助消费者识别并购买符合环保标准的材料，同时促进企业改进其生产过程，以提高其环保性。
环保认证可以提高产品的竞争力，并为企业赢得更多客户信任。
结论在新材料的生产和应用过程中，我们必须采取有效的节能环保措施，以减少对环境的不良影响。
绿色化学合成、微生物降解材料、节能技术应用、废弃物利用和环保认证等措施，都是有效的节能环保措施。
绿色高分子材料
绿色高分子材料——聚乳酸
应用
(1)卫生医药方面 因为PLA安全无毒，具有生物相容性和可吸收性， 除用于幼儿尿布，妇女卫生用具外，还用于医用成骨材料及敷料和 医用缝合线，药物运载及释放系统旳药物基质以及组织工程等。
(2)农业方面 因为PLA韧性好故适合加工成高附加值薄膜，用于替代 目前易破碎旳农用地膜；另外还用于缓释农药、肥料等,不但低毒 长期有效，还可在使用几年后自动分解，而且不污染环境。
目前，顺利实施城市生活垃圾变电能旳关键，是将聚氯乙烯 （PVC）除开，防止与PP、PE等混杂，防止造成能源回收困难而挥霍能 源。
隐患性高分子旳安全应用
第四，对PVC应合理使用。PVC旳制造、加工、使用和废弃物旳处 理，都涉及环境问题，其中最危险旳是PVC废弃物旳处理，绝对不可进 行焚烧处理，这是因为不但PVC旳燃烧热值低，与纸相当，而且其焚烧 过程会生成对人类最毒旳二恶英类物质，同步释放出旳HCl会对设备造 成严重腐蚀。
（3）PLA 丙交酯在高压水蒸气中开环聚合而制得聚乳酸，未反应旳丙交酯被 水蒸气所捕获以预防喷嘴旳堵塞，从丙交酯水溶液中可收到高浓度 旳乳酸。其反应温度应控制在160℃、压力为13.3 kPa下经100 h旳 连续聚合反应后，清除气化旳丙交酯,得到聚乳酸，其产率为 37±3%，若用常规措施产率为35±12%。
甲苯，能够使甲苯反应停留在苯甲醛。）
•变化反应条件实现绿色合成（例如甲苯采用电氧化旳措施，
在Mn3+电极，H2O，latm下氧化能够得到高纯度旳苯甲醛，此法 温和，选择性好，纯度高，节能源，无污染。）
•变化聚合反应中老式旳能量互换方式
高分子材料合成旳绿ຫໍສະໝຸດ 化使用绿色原料和试剂聚乳酸及其衍生物都是能够生物降解旳高分子材料，是绿色高分子中旳研 究热点（2023年，美国Cargill Dow LLC企业有关聚乳酸旳成功开发，使其荣获 了美国总统绿色化学奖）。它们能够作为通用高分子（如塑料）使用，其主要 合成原料乳酸来自于淀粉，而且作为医用材料使用后旳主要降解产物乳酸是生 物兼容旳。所以，聚乳酸类生物降解材料旳合成中，原料旳绿色化研究也较多。
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等离子体聚合技术；
2．理解：超临界流体中的 聚合技术、低残存VOC的水基
5. 4 低残存VOC的水基聚氨酯
合成技术 5.5 辐射交联聚合技术 5.6 等离子体聚合技术 5.7 酶催化聚合技术
2018/10/14 Green Chemistry
聚氨酯合成技术、辐射交联聚
合技术。
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高分子材料合成与应用中的绿色化战略的形成有助于指导人 们在高分子材料的合成及加工领域为人类创造更美好的绿色未来。
Green Chemistry
6
5.1.2 水相聚合体系的组成及其作用
1. 单体
乳液聚合常用的单体有乙烯基单体（如苯乙烯、乙烯、醋酸 乙烯酯、氯乙烯、偏二氯乙烯等），共轭二烯烃单体（如丁二烯、 异戊二烯、2，3-二甲基丁二烯、1，3-戊二烯、氯丁二烯），丙烯 酸及甲基丙烯酸系单体（如丙烯酸甲酯、丙烯酸烃乙酯、丙烯酸 烃丙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸烃丁酯、丙烯酰胺、丙烯
2018/10/14
Green Chemistry
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当需要从乳液中得到固体聚合 物时，要经过凝聚、洗涤、脱 水、干燥等一系列后处理工序， 这样使生产成本提高
乳液聚合存在的缺点
反应器的有效利用 空间小，设备利用 率降低。
2018/10/14
反应中使用的乳化剂难以除尽， 残留在聚合物中会影响最终产品 的电性能、透明度、耐水性及制 件表面的光泽；
仅靠高效搅拌和换热装臵难以将产生的聚合热及时排除。
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Green Chemistry
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乳液聚合以水为反应介质，聚合反应体系具 5.1.1以水为介质聚合的优缺点 有黏度低，体系内部热交换容易控制。整个 在乳液聚合体系中，引发剂是溶于水相且 反应体系黏度并不高，基本上接近于连续相 在水相中不断分解成自由基的，当水相中 α- 不饱和单体（烯类单体） 在水相中实现自由基聚合反应即 的黏度，并且在聚合过程中体系黏度也不会 的自由基扩散到胶束或乳胶粒中时就引发 以水作介质，既避免了采用昂贵的溶剂，又避免 是高分子化学提到的乳液聚合。乳液聚合最简单的配方主要由单 发生大幅度变化。 聚合，而聚合反应发生在彼此孤立的乳胶 了溶剂回收的麻烦，同时还减少了引发火灾和污 体、水、水溶性引发剂和水溶性乳化剂四组分构成。 粒中，自由基容易保持较长的寿命而得到 染环境的可能性。水作为介质具有不污染环境、 较高平均相对分子质量的聚合物。 生产安全、对人体无害的特点，可以大大改善生 解决了热交换工程问题 产车间的劳动环境；水价格便宜，易于得到，可
形成稳定的聚合物乳液，使聚合物乳液在聚合、存放、运输和应 用过程中不会凝结破乳；同时乳化剂还直接影响着乳液聚合反应 速率。 乳化剂种类和浓度对乳胶粒的颗粒大小、数目，聚合物的相 对分子质量，聚合反应速率及聚合物乳液的稳定性等均有明显影 响。
2018/10/14 Green Chemistry 2
高分子绿色合成表现为以下几点要求： （1）反应原料应选择自然界中含量丰富的物质，而且对环境无害，
避免使用自然界中的稀缺资源，尤其是选择农副产品作为原料是最好
的选择。 （2） 聚合过程中使用的溶剂实现无毒化。 采用水、离子液体、
超临界流体作溶剂，或对使用的有毒溶剂进行循环利用，并降低其在
腈、丙烯醛）等，单体用量大多数控制在40%~60%之间。
2018/10/14
Green Chemistry
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为了改善乳液聚合物硬度、抗张强度、耐磨性、耐溶剂性、 耐水性，常需要对线型聚合物进行交联形成网状结构聚合物。 共聚物中含有可交联基团的共聚单体，如（甲基）丙烯酸、 （甲基）丙烯酸羟乙酯、（甲基）丙烯酰胺时，它们与外加交
行反应或聚合物产品以其为分散介质均可以减少对环境的危害。本
章就α-不饱和单体化合物在水中聚合的反应过程作一介绍。
烯类单体发生聚合反应时强烈放热，在聚合过程中放热不均衡，
反应高峰期的放热速率是平均放热速率的2~3倍。为了控制传热、
传质和聚合物反应速率与聚合物分子质量及其分布，必须严格控 制好反应温度。其中控制散热过程是聚合过程中的关键工程问题，
联剂反应或这些基团之间相互反应都可以生成交联型聚合物，
从而改善聚合物性能
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Green Chemistry
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2. 乳化剂
乳化剂在乳液聚合体系中起着非常重要的作用。
乳化剂可以将单体分散成细小的单体珠滴并吸附在其表面使 其稳定悬浮于水中成为贮存单体的“仓库”；它在水中形成含有
单体的憎溶胶束是形成乳胶粒的重要来源；它吸附在乳胶粒表面
鉴于高分子材料特有的实用性因素，人们更需要用冷静的头脑考
虑高分子材料的合成与应用的安全性能，用全面的、长远的眼光 在合成高分子材料时开发完全绿色的方法与工艺。
在高分子材料的合成中应考虑“生态高分子材料”的概念，
它不仅涉及“生态化学”（主要指原料和高分子聚合过程），而 且涉及“生态生产”（主要指生产环境） 、“生态使用”、“生 态回收”、“再生利用”以及残留在生态环境Байду номын сангаас可能产生的“深 远影响”等。理想的生态高分子材料研究内容应包括采用无毒、 无害的原料、进行无害化（废气、废水、废渣）材料生产（即零 排放） 、制品成型和使用周期中无环境污染、废弃后易回收和再 生利用的高分子材料。
产品中的残留率。 （3） 聚合过程使用新技术。
（4） 采用高效无毒化的催化剂提高催化效率，缩短聚合时间，降
低反应所需的能量。 （5） 聚合过程中没有副产物的生成至少没有有毒副产物的生成。
2018/10/14
Green Chemistry
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5.1 以水为分散介质的聚合技术
水是化学溶剂中唯一没有毒性的液体反应介质，以其作溶剂进
Green Synthesis Chemistry of Macromolecule Material
■CONTENT
5.1 以水为分散介质的聚合技术 5.2 离子液体中的聚合技术 5.3 超临界流体中的聚合技术
■REQUEST
1．掌握：以水为分散介质
的聚合技术、离子液体中的聚 合技术、辐射交联聚合技术、
显著降低生产成本。因此，以水为分散介质的聚 聚合反应完成后，既可通过后处理使聚合物 合反应有着强大的生命力。 实现了高相对分子质量和高
乳液聚合的优点
乳液凝聚成块状、颗粒状或粉末状聚合物， 聚合反应速率的统一 然后加工成型制成各种产品，也可以将聚合 物乳液作为黏合剂、涂料和其他工作物质直 接用在建筑、纺织、造纸、皮革等行业。 代表了化学化工发展的方向 聚合物产品的应用